To vše má nesmírný význam z taktického hlediska, neboť to umožňuje ve dne i v noci odhalit a sledovat veškeré aktivity protivníka, jako například přesuny kolon bojové techniky, prostory soustředění, zahájení útoku apod.

Za tajemným názvem SAR spočívá špičková technologie. Co je jejím základem? Z teorie radiolokační techniky vyplývá, že úhlová rozlišovací schopnost radaru je tím větší, čím větší jsou rozměry antény. Radary SAR využívají pohybu svého nosiče (letounu, bezpilotního prostředku) k umělé simulaci antény velkých rozměrů. Letounový radar SAR během letu přijímá a počítačem postupně skládá radarová data tak, že výsledná přesnost a rozlišovací schopnost odpovídají radaru s anténou několik stovek metrů dlouhou. Syntetizovaná apertura (ústí antény) je tedy pouze pomyslná, složitý proces poskládání signálů provádí výkonný počítač. Vývoj a výroba radarů SAR nabírají v celém světě na obrátkách. Hlavní motivací jsou jednoznačně pozitivní výsledky z jejich bojového nasazení, zejména v Iráku v roce 1991 a 1999. Například americká firma Northrop Grumman vynaložila stovky miliónů dolarů na vývoj radaru AN/APY-3 systému vzdušného radiolokačního průzkumu a navedení JSTARS (Joint Surveillance Target Attack Radar System) na letounu E-8, který umožňoval odhalit a velmi přesně automaticky sledovat značné množství ruských tanků s rozlišovací schopností řádově metru napříč celou Evropou. Nyní, navzdory rozpadu Sovětského svazu, radary SAR představují jednu z rozhodujících technologií technických prostředků vzdušného průzkumu. Systémy JSTARS odvedly velký kus práce v obou ozbrojených konfliktech v Iráku, bývalé Jugoslávii a naposledy i v Afghánistánu. Není divu, že právě v těchto dnech jsou "esy" na poli získávání informací o rozsáhlém iráckém prostoru.

Bezpilotní prostředky získaly jen malou část finančních prostředků na vývoj a zdokonalování. Například pro bezpilotní prostředek Global Hawk je v rámci program MP-RTIP (Multi-Platform Radar Technology Insertion Program) vyvíjen radar SAR se schopností plně automatizovaného provozu. I přestože se podařilo získat poměrně vysoké částky na jeho realizaci, stejně jsou dominující projekty nosičů radarů SAR s lidskou posádkou.

Několik typů radarů SAR bylo vyvinuto a vyrobeno již v 70. letech. Jedním z nich byl například radar ASARS-2 (Advanced Synthetic Aperture Radar System) firmy, který byl nainstalován do průzkumného letounu U-2 amerických vzdušných sil. Byl využíván ke vzdušnému průzkumu do konce 90. let a poté byl modernizován. První zdokonalený radar ASARS-2A AIP (ASARS Improvement Program) byl předán do provozu koncem roku 2001. Nejenže tento radar již může využívat režim GMTI, ale navíc byl zrychlen proces on-line zpracování a objem i rychlost přenosu dat v téměř reálném čase. Nedávno byla zahájena výroba radaru HISAR s režimem GMTI firmy Raytheon pro bezpilotní prostředek Global Hawk, který využívá technologie z radarů SAR ASARS na letounu U-2 a AN/APQ-181 na bombardovacím letounu B-2. Jedním z posledních evropských projektů vývoje radaru SAR je SOSTAR-X, na kterém se podílejí Německo, Francie, Itálie, Španělsko a Nizozemsko. Jeho nosičem má být, podobně jako u britského radaru ASTOR, malý komerční tzv. business letoun. Zástupcem vrtulníkových radarů SAR je např. francouzský HORIZON s pohyblivou rotační anténou pod trupem. Radary SAR pracují ve dvou obvyklých kmitočtových pásmech: 8-10 a 12-18 GHz. Použití nižších kmitočtů je lepší pro docílení většího dosahu, vyšších kmitočtů pak je výhodnější z hlediska vyšší přesnosti zobrazení cílů. Dalším zdokonalením radaru SAR je inverzní SAR, tzv. ISAR, který navíc vyhodnocuje dopplerovský posun kmitočtu od pohybujícího se objektu a tak umožňuje získat jeho radiolokační obraz s rozlišovací schopností dokonce 0,1 až 0,3 metru! Firma Raytheon instalovala radar ISAR AN/APS-137(V) do letounů S-3B Viking a P-3C Orion, firma Telephonic radar AN/APS-147 do vrtulníků MH-60R Seahawk pro zkvalitnění vyhledávání a boje s hladinovými plavidly. Vyvíjeny jsou rovněž kontejnerové malé radary SAR, využitelné na letounech a bezpilotních prostředcích. Jednou z největších výhod takových radarů je to, že umožňují operativní nasazení ke vzdušnému průzkumu během bojových operací (např. v Kosovu, či Iráku) za podmínek, kdy použití optoelektronických a infračervených průzkumných prostředků není možné. Příkladem je vývojový program SHARP (Shared Reconnaissance Pod) amerického vojenského námořnictva, radar SHARP americké firmy Lockheed Martin, či EL/M-2060P izraelské firmy Rafael. Firmy General Atomics a Sandia National Laboratories spolupracují na vývoji dalšího radaru SAR LYNX a testují ho na bezpilotním prostředku I-Gnat. Radar o celkové hmotnosti 52 kg je již připraven k výrobě.

TESAR

Malý radar TESAR (Tactical Endurance Synthetic Aperture Radar) firmy Northrop Grumman s režimem GMTI je určen pro budoucí taktické bezpilotní prostředky (TUAV - Tactical UAV) amerického pozemního vojska, např. Predator. Již v roce 1999 byl uzavřen kontrakt na výrobu 60 radarů za 70 mil. USD. Již v době konfliktu v Afghánistánu měly americké vzdušné síly k dispozici 8 bezpilotních prostředků Predator s radarem TESAR, nyní jich mají asi 70. Výrazně pozitivní zkušenosti z Afghánistánu vedly velení USAF k požadavku na dodání dalších 22 Predatorů s TESARem v roce 2003 za 158 mil. USD.

Výrobní firma od roku 2001 pracuje na lehčí verzi radaru TESAR (ukončení v roce 2004), použitelné na menších bezpilotních prostředcích, např. Shadow II, Prowler II a Hunter. Lehký průzkumný radar TESAR pracuje ve dvou základních režimech - mapování a indikace pohyblivých cílů GMTI. Vestavěné zařízení STARLOS (SAR Target Recognition and Location System) umožňuje automatické rozpoznání a současné sledování až 6 pozemních cílů např. mobilního odpalovacího zařízení balistických raket, PLŘS, raketometů apod. Za letu může snímat pás terénu o volitelné šířce od 5 do 25 kilometrů. V režimu GMTI odhalí cíl, pohybující se rychlostí větší než 1,5 m/s v dopředném a 3,5 m/s v příčném směru od podélné osy směru letu. Radar TESAR o hmotnosti 84 kg pracuje v kmitočtovém pásmu 16,07 až 16,87 GHz výkonem 1150 W. Plošná fázovaná anténa má rozměry 47 x 45,3 cm. Polohy pozemních cílů je schopen určit s absolutní přesností 25 metrů a rozlišovací schopností 0,3 až 1 metr.

AWARDS

Francouzská firma Thomson-CSF Missile Electronics a německá firma Daimler-Benz Aerospace Dornier Reconnaissance and Surveillance společnými silami vyvinuly průzkumný radiolokační senzor AWARDS (All Weather Airborne Reconnaissance Drone Sensor) o hmotnosti 30 kg. Jedná se vlastně o miniaturní radar SAR, určený pro taktické bezpilotní prostředky, např. CL-289. AWARDS je určen k radiolokačnímu průzkumu terénu a pozemních pohyblivých i nepohyblivých cílů za všech meteorologických podmínek.

Radiolokační vysílač senzoru AWARDS pracuje v kmitočtovém pásmu 12 až 18 GHz s šířkou pásma 120 MHz. Při letu v operační výšce 5000 metrů a sklonu osy vyzařování 35° od svislé osy snímá v úhlu až 28,7°. Snímaný pás terénu je volitelný od 1 do 10 km. Spolehlivě pracuje v rozsahu rychlostí letu od 80 do 360 km/h. Režim mapování se vyznačuje velmi dobrou pozemní rozlišovací schopností 1,4 m, podélnou rozlišovací schopností (ve směru letu) též 1,4 m. V režimu detekce pohyblivých pozemních cílů dosahuje rozlišovací schopnosti 10 m. Objem dat procesoru pro prvotní zpracování vstupních dat může teoreticky dosahovat hodnoty až 2,8 Mbit/s. Pro vyhodnocení obrazu cílového prostoru počítač využívá 4 digitalizovaných obrázků.

Snad největší předností senzoru AWARDS je schopnost plného zpracování vstupních i výstupních informací přímo na palubě bezpilotního prostředku. Výsledný digitalizovaný obraz situace na bojišti může být v reálném čase (v čase blízkém reálnému) předáván do pozemního vyhodnocovacího střediska pro potřeby podrobné analýzy a plánování bojové činnosti. Operátor vzdálený několik desítek kilometrů může nejen rádiem řídit let bezpilotního prostředku do žádaných oblastí, ale i přijímat obraz toho, co se pod ním a vedle něj nachází, může přesně vyhodnotit druhy i počty techniky, rychlost přesunu po komunikaci či v terénu.

AN/APQ-181

Víceúčelový radar AN/APQ-181 o hmotnosti 951 kg je nedílnou součástí elektronického vybavení strategického bombardovacího letounu B-2, určeného k navigaci po trati letu a hlavně k řízení přesného bombardování pozemních cílů. Patří do skupiny radarů SAR s nízkou pravděpodobností zachycení průzkumnými prostředky protivníka (LPI - Low Probability of Intercept), aby svým provozem nevyzrazoval přítomnost letounu. Poskytuje veškeré potřebné informace o profilu terénu, pro navigaci po trati letu, navedení do prostoru a kontrolu přesnosti bombardování. Pracuje v 21 režimech v kmitočtovém pásmu 12,5 až 18 GHz a je napájen ze zdroje o výkonu 22 kVA. Číslicový počítač radiolokátoru RDP (Radar Digital Processor) slučuje radiolokační obraz terénu s digitální mapou. Výsledkem je vysoce kvalitní výstupní informace s pozemní rozlišovací schopností řádově desetin metru. Dvojice antén radaru jsou instalovány po obou stranách náběžné hrany křídla pod dielektrickým krytem, každý o délce 2,4 m. Jejich odklon od podélné osy spolu s elektronickým vychylováním svazků ve dvou rovinách zabezpečují poměrně široké zorné pole, zahrnující přední polosféru, obě strany a dolní polosféru.

ASARS-2

Průzkumný radar ASARS-2 je určen k vyhledávání a sledování pozemních pohyblivých cílů (MTI - Moving Target Indication), nepohyblivých cílů a mapování terénu (MAPPING) za všech povětrnostních podmínek na vzdálenost až 160 km. Zjištěné pozemní cíle lze zobrazit na pozadí digitální mapy. Radar je schopen zaměřovat polohy pozemních cílů, provádět jejich třídění podle velikosti (resp. efektivní odrazné plochy), sledovat skupinové i jednotlivé cíle s rozlišovací schopností lepší než 0,3 metru.

Vysílač radaru pracuje s pseudonáhodnou změnou kmitočtu (tzn. že pracovní kmitočet se během vysílání rychle mění) v pásmu 8 až 12 GHz. Dvojitá plošná fázovaná anténa radaru ve tvaru V s odklonem asi 30° zajišťuje elektronické boční snímání do obou stran od směru letu v sektorech širokých až 110°. Radar ASARS-2 je efektivní zejména pro tzv."detailní průzkum". S ohledem na značnou operační výšku je využíván zejména pro průzkum skrytých oblastí, které jsou pro běžné průzkumné prostředky s ohledem na okolní terénní překážky obvykle nedostupné. Vhodný formát výstupních dat je přímo využitelný např. v rámci systému JSTARS.

V prostoru Perského zálivu jsou zasazeny dva letouny E-8 tohoto systému, které působí na nižších operačních výškách než letouny U-2R. Plná provozní slučitelnost prostředků průzkumu dovoluje např. sesouhlasit směrování vychylovaného svazku radiolokační antény do směru zdroje vyzařování elektromagnetické energie (aktivního vysílače). Cíl lze i vyfotografovat jak ve viditelné, tak v infračervené části kmitočtového spektra.

EL/M-2055

Dalším příkladem je radar EL/M-2055, který vyvinula izraelská firma Elta Electronics Industries Ltd., součást firmy Israel Aircraft Industries Ltd. Tento vysoce výkonný radar o celkové hmotnosti pouhých 56 kg je určen pro využití na letounech a bezpilotních prostředcích k vedení taktického průzkumu pozemních cílů za podmínek intenzivního elektronického rušení. Radar EL/M-2055 údajně poskytuje obraz srovnatelný se snímky fotografické kvality a to i za velmi drsných meteorologických podmínek.

Pro letoun F-16 byl vyvinut průzkumný kontejner, vybavený radarem SAR EL/M-2060P s vysokou pozemní rozlišovací schopností, řádově metrů. Firma IAI Elta již uzavřela kontrakty s vojenským letectvem několika států. Průzkumné kontejnery již byly objednány britským královským vojenským letectvem pro bojové letouny Tornado a Eurofighter Typhoon.

Průzkumný kontejner může být operativně před letem instalován na středový trupový závěsník místo palivové nádrže o objemu 1140 litrů. Průzkumný radar EL/M-2060P může pracovat zcela autonomně ve dne i v noci za libovolných meteorologických podmínek. Radar je schopen za jednu hodinu nasnímat prostor o rozloze 50 000 km2. Digitalizovaný radiolokační obraz pořízený za letu může být předáván do pozemního vyhodnocovacího střediska v reálném čase na vzdálenost několika stovek kilometrů s využitím oboustranného datového spojení.

Britské ministerstvo obrany usiluje o podstatné zdokonalení vzdušného průzkumu a zvýšení kapacity sběru průzkumných dat. Již v roce 1999 definovalo a nyní realizuje experimentální program vývoje letounového průzkumného kontejneru s vestavěným radarem SAR.

Špičkový radar SAR, navržený a zkonstruovaný specializovanou firmou Thales Sensors, má být testován a ověřován na letounech Tornado a Jaguar. Výzkumná a vývojová agentura DERA Malvern při nich má ověřovat schopnost sběru a širokopásmového přenosu obrovského objemu obrazových dat během letu v režimu GMTI a v režimu mapování terénu včetně zjišťování nepohyblivých cílů s vysokou rozlišovací schopností. Radar má být nainstalován do kontejneru DERA SMART Pod, který lze snadno upravit pro nesení různých senzorů. Nový průzkumný radar má být připraven k letovým zkouškám ještě letos. Většina prací na návrhu a vývoji radaru bude realizována ve výrobních závodech firmy Thales Sensors' v Crawley a jsou součástí komplexní aktivity firmy Thales pro potřeby britského ministerstva obrany v oblasti technických prostředků vzdušného průzkumu, vyvíjených v rámci samostatných vývojových projektů např. systému vzdušného radiolokačního průzkumu a navedení zbraňových systémů ASTOR, či perspektivního létajícího střediska řízení a uvědomování AWACS a dalších.

Letounový průzkumný kontejner na prahu nového tisíciletí bude určitě sehrávat velmi důležitou roli, zejména ve vojenském letectvu. Předpokládá se, že radar SAR bude používán hlavně na letounech Tornado, Jaguar a Eurofighter Typhoon jako operativní prostředek taktického průzkumu bojiště.

Radary SAR se staly nenahraditelnými v oblasti technických prostředků vzdušného průzkumu, zejména ve složitých meteorologických podmínkách a v rozlehlých prostorech pokrytých pískem, jako např. v Iráku. Lze předpokládat další miniaturizaci rodiny radarů SAR pro bezpilotní prostředky a to nejen k průzkumným účelům, ale jako nedílnou součástí tzv. úderných (bojových bezpilotních prostředků. Technologie vyvinutá v 70. letech nachází uplatnění i ve vysoce výkonných perspektivních integrovaných systémech vzdušného radiolokačního průzkumu v podobě např. E-10.

Zdroje: Jane's Observation and Surveillance, Jane's EO Systems, Jane's Radar and EW Systems, Aviation Week & Space Technology, materiály společností Thales, Boeing, DERA a IAI Elta, IDET 2001

Článek vyjde v příštím čísle měsíčníku ATM - Armády, technika, militaria